《離子注入製備BiFeO3/ZnO/graphene多鐵性器件》是依託武漢大學，由付德君擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：離子注入製備BiFeO3/ZnO/graphene多鐵性器件
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：付德君
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
用串列加速器的銫濺射離子源產生C10團簇負離子束，注入Ni/SiO2/Si，輔以退火、電漿刻蝕及化學腐蝕，除去Ni表面graphene和Ni膜，在SiO2表面直接形成graphene，然後沉積BiFeO3/ZnO，製成BiFeO3/ZnO/graphene/SiO2鐵電鐵磁性場效應管。用Raman光譜、HRTEM、AFM和Hall效應分別測定石墨烯的結構、形貌和載流子特性。ZnO用水熱法生長，BiFeO3用溶膠凝膠法生長，並原位摻入稀土元素以增強鐵磁性，補充注入O離子以降低漏電流，測定其電滯回線和磁滯回線。系統研究工藝參數對薄膜結構和性能的影響，在最佳化條件下製備FET器件，測定其源-漏極電阻-柵壓曲線及界面特性，利用多鐵性膜層的自發電極化和磁化場調控器件的電阻-柵壓曲線，實現三比特存儲，為離子束技術製備graphene多比特存儲器提供科學依據。
結題摘要
BiFeO3（BFO）作為在室溫條件下同時具有鐵電性和鐵磁性的少數材料之一，具有較強的鐵電性與磁性耦合相互作用，這種材料在電場作用下誘導的磁化、在磁場作用下誘導的電極化具有線性耦合行為，BFO在雙態和四態存儲器、自旋電子器件、磁電感測器、磁電開關和數據機等方面有套用前景，本項目用離子束方法製備graphene/BFO結構，利用石墨烯的高遷移率嘗試製備多鐵性快電子器件。首先用離子束方法製備了單層和少層石墨烯，然後用水溶肥製備了ZnO薄膜；用溶膠凝膠法製備了BFO薄膜，並對BFO進行了稀土Pr、La摻雜，對其晶體結構、鐵電鐵磁性和超精細結構進行了系統的研究，測定了材料的磁學參數和電極化參數，並發展了薄膜超精細結構測量的內轉換電子穆斯堡爾譜技術。最後，用超聲震盪離心法製備了MoS2二維材料，並試製了Au/MoS2憶阻器，觀察到明顯的高低阻態開關效應，並在光激發條件下觀察到光生憶阻效應，二者結合實現了4比特存儲。
